在一項新研究中，來自加州大學圣地亞哥分校和和圣地亞哥老齡健康體系的研究人員在大鼠嚴重脊髓損傷位點成功地恢復了“驚人程度”的軸突生長。他們的研究表明早期階段的神經(jīng)元具有讓軸突存活和延伸在成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）損傷位點形成新的功能性神經(jīng)元繼電器（neuronal relay）的能力。
研究還表明至少某些類型的成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)軸突可以克服通常的抑制性生長環(huán)境長距離生長。重要的是，跨越物種的干細胞顯示出這些特性。這項研究工作在線發(fā)表在9月14日的《細胞》（Cell）雜志上。
科學家們將神經(jīng)干細胞植入到一種纖維蛋白（fibrin，一種凝血關鍵蛋白現(xiàn)已用于人類神經(jīng)元操作中）基質(zhì)中，與生長因子混合形成一種凝膠。隨后他們將這種凝膠用到了*切斷脊髓的大鼠損傷位點。
研究的負責人、加州大學圣地亞哥分校神經(jīng)科學系教授和神經(jīng)修復中心主任Mark Tuszynski博士說：“采用這種方法，6周后在損傷位點出現(xiàn)了之前所見200倍數(shù)量的軸突。這些軸突生長的長度是從前所有研究中軸突長度的10倍。重要的是，這些軸突的再生導致了顯著的功能改善。”
此外，損傷位點上的成體細胞再生為神經(jīng)干細胞，建立了一個可以用電測量的新繼電器回路。“通過刺激損傷以上脊髓四個節(jié)段，并記錄這一電刺激下面三個節(jié)段，我們檢測了跨越處理位點的新繼電器，”Tuszynski說。
為了確認恢復的基本機制是由于形成了新繼電器，當大鼠恢復時，它們的脊髓在植入處上被再切斷。大鼠喪失運動功能，證實跨越損傷形成了新繼電器。
這一移植操作導致了顯著的功能改善：在21點步行尺度上，沒有治療的大鼠得分只有1.5；在干細胞治療后，它上升到了7，這一分數(shù)反映了動物能夠移動所有受累大腿關節(jié)的能力。
研究結(jié)果隨后在兩種人類干細胞系中得到復制，其中一種細胞系已用于肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）人類試驗。“我們利用人類細胞獲得了與我們在大鼠細胞中一樣的結(jié)果，”Tuszynski說。
該研究利用了綠色熒光蛋白（GFP），這一技術(shù)過去從未用于追蹤神經(jīng)干細胞生長。“通過用GFP標記這些細胞，我們能夠觀察干細胞生長，成為了神經(jīng)元和軸突，向我們顯示了這些細胞生長并與宿主神經(jīng)元生成連接的全部能力。這是非常令人興奮的，因為此前并不存在這一技術(shù)，”文章的*作者、加州大學圣地亞哥分校神經(jīng)修復中心助理研究員Paul Lu博士說。
根據(jù)研究人員所說，研究表明早期神經(jīng)元可以克服存在于成人神經(jīng)系統(tǒng)中抑制子。這些抑制子通常的作用是維持精細的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，防止成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的細胞異常生長。
